摘要:路基不仅是高速公路的基础,而且也是确保路面质量的关键。注浆技术以其施工设备简单、成本低、工期短、对交通和环境的影响小等优点,当前已被广泛应用于高速公路路基病害整治当中。
关键词:注浆;高速公路;病害处理;应用
引言:
对于现在公路普遍出现的运营时间一长就很容易出现的路基纵向出现裂缝、沉陷等等问题。严重的影响了路面的运输,地基可以说是建筑的根本,地基不稳将直接对道路的质量和使用造成重大的影响。很多路面经过长时间的使用过后,由于淤泥的堆积和钢渣的重新排列,对路面造成各种病害,针对这一系列的问题,采用注浆技术可以对路面尽行加固和修复,以保证路面的基本质量和运行。
1 注浆技术的特点以及分类
1.1我们常说的注浆其实就是具有一定凝胶时间的浆液通过压送的手段注入到松散土层或含岩层裂缝中,经过一定的时间,浆液凝固后固结土的颗粒,能够使得土层的力学性质得以改善的一种施工方法。注浆法由于其凝固的特点在我们的日常生活中得到广泛的运用,诸如:房屋建设,道路修建等等,注浆技术的优势在于它又可作为主要施工方法,又可作为辅助施工方法,两者相互兼顾,对公路实施的建设过程中起到了很好的辅助作用,而且在实际的应用过程中已经收到了良好的反应和效果。
1.2一般来说,我们平常所用的注浆有三种,
第一种就是渗透注浆,这种技术通过原有的注浆压力,克服种种的阻力因素渗入到土体的缝隙当中去,将原来存在于土层中间的空气和水分排出在外,以保证在长时间的作用下空气和水分不会对土层造成侵蚀作用从而破坏土体结构,并且这种渗透注浆技术渗入土层以后不会对土体的原状和结构进行改变,在注浆过程中,地层的结构同时也不会造成破坏和扰乱。
第二种就是我们通俗说的压密注浆,这种技术可以通过压力将粘稠的不容易流动的浆液取代并挤压周围的土体,凝固成不同的形状,例如:柱体和球体等。
最后一种劈裂注浆则是通过高压的作用,直接的劈入粘土层,而浆液劈裂的纹路交叉从横并且在劈入过程中不会和土体相混合,是一种相互独立的存在形式,但是同时也会产生充填效应、挤压效应以及加固效应等等。这几种注浆技术无一都会对土体起到加固和保护的作用,使得公路路基更加的稳固。
2 工程概况
某高速公路在运营 2 年后部分路段出现路堤边坡滑动及路面下沉等现象。路堤边坡滑动使混凝土路面沿着面板间的伸缩缝拉裂,形成数条纵向裂缝,宽约 1 ~2 cm,并有继续发展的趋势,有可能发展成滑坡,给公路的行车安全带来极大安全隐患。原地面分布厚度不一的残坡积泥土,天然含水量高,多呈可塑状态,力学强度较低。上部填料主要来源于附近山坡残积层混碎石粉质粘土。
3 注浆技术在高速公路路基病害中的处理方案以及参数
3.1注浆加固机理
通过压力作用,再经由注浆管将一些能够凝固化的浆液均匀地注入到岩土体内,这样就可以充分的将体层中间所涵盖的水分和气体填充、渗透和挤密等方式加以排除。注浆硬化后,整个的岩土将会胶结成为一个整体的新土体,这种土体具备了高强度、压缩性低、抵抗雨水渗透相对稳定。对于公路的基底的加固和稳定都是重要的措施。
3.2加固处理设计
对于公路的建设和稳固来说,静压注浆也是其中重要的措施与步骤,对于公路两旁的紧急停车地带采用静压注浆有很大的好处,这种静压注浆就是对孔内插钢筋所形成的微型的桩群之中注入注浆,方便在填方路基和结构物之间的空隙之中加以填充,这样可以有效的增强填方路基之间的稳固性和密实性,减少地下水对于路基的侵蚀和渗透破坏。
3.3设计参数
对于高速公路的路基,对它的压实度都做得不到位,所以在使用注浆技术加固的时候,在倾注浆液的时候需将浆体流动度加大,浆液扩散的半径越大,浆体的分布也会均匀。当单孔注浆量的数量过大的时候,应当适当的加入3%的水玻璃,这种水玻璃是为了控制浆体的泌水率,一般的泌水率的含量控制在10%左右。在施工过程中,注浆压力的基本原则都是以不破坏地层的结构或者是少量的破坏。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆所以在注浆压力中要求注浆材料28d的抗压强度不能够低于5MPa,影响注浆压力的因素有很多,与加固土体的厚度、浆液粘度及注浆量等因素都有关系。
4注浆孔布置及施工
4.1 注浆孔布置
根据现场注浆试验确定有效注浆半径。工程采用以下方式布置。
(1)勘探孔:孔径 110 mm,在每一加固区处理段布置5~6 个勘探孔,查明该段路基填筑层的厚度及分层结构性状和密实情况,分析填筑土质量好坏及基础是否存在不良的地质问题,确定注浆孔的深度。一般勘探孔兼注浆孔,孔深为穿过淤泥质土,抵基岩面。
(2)注浆孔:注浆孔孔径 110 mm,紧急停车带钻孔深度为穿过原状土抵基岩面,行车道与超车道钻孔深度要求进入原生粘土层 0.5 ~1 m,按梅花形布置。
4.2 成孔
采用风动冲击成孔,部分钻孔会出现塌孔而难以下管,对其处理方法是:钻孔后,在下管前先扫孔,扫孔后立刻下管,如孔内再有局部坍落,下管困难,经工程技术人员对现场地质情况进行分析,采用当天打孔、插管,用高比例水泥、水玻璃浆液封孔,第2d 拔管,然后再下注浆花管进行注浆加固。
4.3制浆
按设计配合比配制浆液,对于构造物注浆掺入外加剂要根据试验确定,以防止未胶结成高强度、稳定性良好的新岩土体以前,土基强度反而下降的现象发生,造成构造物瞬时沉降;浆液在注浆以前,要一直不停地进行搅拌,防止沉淀,影响质量。
4.4注浆
在粘性土为主的地层进行注浆作业采用自下而上或孔口封闭注浆法,一次成孔,分层注浆,每次注浆段控制在 1.5~2.0m 之间;在含有较多中粗粒砂土层的地层,注浆作业采用自上而下或孔口封闭注浆法,一次只钻成一段注浆孔,自上而下注浆,每次注浆段控制在 1.5 ~2m 之间;注浆时应先施边缘帷幕孔,再施工加固孔,要隔孔注浆,邻孔封孔,防止冒浆;注浆施工时,宜先注入少量稀浆,后注入稠浆;边缘孔孔距一般应为注浆孔距的 1/2,以确保注浆质量;有些还需根据水文地质情况,设施工排水孔,特别是地下水较高的地区,其目的是将地下水随注浆施工排出,当排水孔内见到浆液时,可以封孔;在注浆进程中,一般要随时进行观察,如发现有地面隆起或跑浆现象时,应停止注浆,分析原因,减少下个注浆段的注浆量。如依然如故,应停止该孔注浆;注浆应注意流量的控制,流量过大,易隆起或跑浆,流量过小,压力太小,达不到注浆目的。
4.5封孔
注浆结束后,应及时封孔,在注浆管口设置专门的压力阀门,注浆结束后关上阀门。待孔内水泥浆沉降析水 2 ~4 h后拆除阀门,再采用速凝型 325 水泥浓浆进行人工封孔。封孔后孔口尽可能保持与原混凝土路面外观、形状一致。
5 注浆过程中出现的问题及应对措施
本次施工采用无水冲击钻进法成孔,日造 2 ~ 3 孔。钻进过程中个别孔含水量大,导致岩芯难以提出,故施工过程中向孔内投入干混凝土拌和料,再进行冲击钻进,采用多次取芯方式完成钻进施工;路堤注浆时坡面冒浆,路肩开裂. 首先应停止灌注,用编织袋堵塞冒浆处,再用浆液封闭路肩裂缝以防止雨水进入坡体. 如果该孔注浆未达到计算所需灌注量,24 h 后采用小压力进行补充注浆;主、超车道注浆过程中,若发生串浆现象,应停止钻孔施工,减小钻进震动产生的影响,对串浆孔进行简易封堵,然后多个孔轮流灌注. 为了防止封堵孔内浆液初凝,每孔灌注时间不超过 10 min。
结束语:
采用注浆法处理高速公路地基病害是一种比较理想的方法,本次施工取得了令人满意的效果. 采用压密注浆法加固土体成本低、速度快,对技术、设备要求不高,但目前注浆方案设计还尚无成熟、可靠的理论依据. 本次实践的成果,为以后高速公路地基病害采用注浆法处理提供了可靠的试验数据,并对注浆技术理论的完善起到有益的作用。
参考文献:
[1] 张文强. 袖阀管注浆技术在高速公路路基工程中的应用[J]. 隧道建设. 2006(05)
[2] 耿丽英,张德贤. 高速公路路基工程中注浆技术的应用[J]. 交通标准化. 2010(Z1)
论文作者:岳耀震
论文发表刊物:《基层建设》2018年第4期
论文发表时间:2018/5/22
标签:注浆论文; 浆液论文; 路基论文; 高速公路论文; 技术论文; 病害论文; 路面论文; 《基层建设》2018年第4期论文;